EP4229239B1 - Vorrichtung und verfahren zum ausrichten von gleistragplatten sowie verfahren zur herstellung einer festen fahrbahn - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum ausrichten von gleistragplatten sowie verfahren zur herstellung einer festen fahrbahn Download PDF

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EP4229239B1
EP4229239B1 EP21839567.1A EP21839567A EP4229239B1 EP 4229239 B1 EP4229239 B1 EP 4229239B1 EP 21839567 A EP21839567 A EP 21839567A EP 4229239 B1 EP4229239 B1 EP 4229239B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
track support
support plate
chassis
track
actual position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP21839567.1A
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English (en)
French (fr)
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EP4229239A1 (de
EP4229239C0 (de
Inventor
Thomas JANTSCHITSCH
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Strabag Ag
Original Assignee
Strabag Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Strabag Ag filed Critical Strabag Ag
Priority to HRP20240537TT priority Critical patent/HRP20240537T1/hr
Publication of EP4229239A1 publication Critical patent/EP4229239A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4229239C0 publication Critical patent/EP4229239C0/de
Publication of EP4229239B1 publication Critical patent/EP4229239B1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B29/00—Laying, rebuilding, or taking-up tracks; Tools or machines therefor
    • E01B29/04—Lifting or levelling of tracks
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B33/00—Machines or devices for shifting tracks, with or without lifting, e.g. for aligning track, for shifting excavator track
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B35/00—Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes

Definitions

  • the invention relates to a device, in particular a carriage, for aligning a track support plate relative to a surface with a chassis and a running gear for moving the chassis along the track support plate.
  • the invention further relates to a method for aligning a track support plate with respect to a subsurface and a method for producing a slab track.
  • slab tracks are used in railway construction and typically have a solid rail superstructure, usually made of concrete or asphalt, instead of gravel or other loose materials.
  • Slab tracks are used, for example, on high-speed routes or in tunnels and are characterized by increased stability and longevity compared to ballast track.
  • slab trackways often consist of prefabricated concrete track support slabs, which are typically pre-produced in a factory and then assembled on site and connected to the rails.
  • the track support plates and the rails are then precisely aligned according to the specified route.
  • the laid track support slabs are measured using a measuring device and then aligned relative to the subsurface.
  • This requires a team of several specialized people who work on the measurement and alignment of a track support plate at the same time.
  • the position of a track support plate needs to be remeasured or corrected.
  • the production of slab tracks is therefore time-consuming and expensive. In any case, a high level of precision is required when aligning track support plates so that trains can later travel the route at high speeds without any safety risk.
  • slab trackways and methods or devices for producing and aligning slab track tracks are, for example, from EP 2 503 059 A2 , the EP 1 039 033 A1 or the EP 1 533 420 A2 known.
  • the EP 2 503 059 A2 discloses an alignment device with lifting cylinders and gripping elements.
  • the invention is based on the object of alleviating or even completely eliminating the disadvantages of the prior art.
  • a control unit and an adjusting device with at least one preferably electrically driven adjusting unit for adjusting at least one distance element on the track support plate are provided, the control unit being set up to receive an actual position of the track support plate from a position determining device and by controlling the adjustment device to align the track support plate based on the actual position according to a target position.
  • the control unit can receive the actual position of the track support plate from the position determination device via cable or radio.
  • the actual position of the track support plate can also be understood as the actual position of the chassis or running gear located on or on the track support plate, since the dimensions of the chassis and the running gear are known and the actual position of the track support plate can therefore be determined from the actual positions of the Chassis or running gear can be determined.
  • an actual position of a track support plate can therefore be determined and aligned essentially automatically by adjusting the at least one spacer element according to a target position. The actual position of the track support plate or the chassis and the running gear is adjusted until it corresponds to the target position or the difference is below a predetermined threshold value.
  • the one according to the invention Device set up to completely automatically align a track support plate with respect to the ground according to the target position.
  • the chassis preferably has at least two, even more preferably at least four or more, wheels.
  • the chassis can be adapted to travel along rails on a track support plate, for example by providing appropriate distances between the wheels of a pair of wheels or wheelset.
  • the chassis can also be driven by one or more motors, in particular electric motors.
  • the chassis is connected to the running gear so that the position of the chassis along a track support plate can be changed by the running gear.
  • the chassis is preferably formed by a frame with longitudinal and cross members. The position determining device or components thereof can be connected to the chassis, in particular to a cross member or longitudinal member of the chassis.
  • the position determination unit or components thereof can also be separate or separable from the chassis.
  • the position determining device can have components that are permanently connected to the chassis and components that are not connected to the chassis or can be detached from it.
  • the position determination device is set up to directly or indirectly determine an actual position of the track support plate and transmit it to the control unit.
  • the actual position can be transmitted by cable or via radio to the control unit, which can be arranged on the chassis or separated from it.
  • the control unit can be set up to control and/or regulate the alignment of the track support plate by controlling the adjusting device, whereby in the case of regulation the actual position of the track support plate determined by the position determination device is used as the feedback measurement variable and the target value is used as the reference variable or command variable.
  • Position of the track support plate can serve.
  • control units for example PI controllers or PID controllers, can be implemented in the control unit.
  • the actual position of the track support plate is compared with the target position during the alignment of the track support plate until the actual position essentially corresponds to the target position or the difference between which is below a predetermined threshold value.
  • the current position and the target position of the track support plate can be determined or specified relative to the ground.
  • the actual position and the target position of the track support plate can also be determined or specified relative to one or more marking points, which can be located, for example, on a tunnel wall or on marking rods.
  • the actual position and the target position of the track support plate can also be understood as an actual position and a target position of the chassis or running gear located on or on the track support plate, since their dimensions are known and therefore refer to the Actual position and target position of the track support plate can be closed.
  • the measured actual position and the target position of the track support plate can describe at least a vertical distance to the ground or can be converted into such a vertical distance, whereby the vertical distance to the ground can also be referred to as the height of the track support plate.
  • the actual position and the target position can also describe an inclination of the track support plate relative to the ground.
  • the position determining device can, for example, have an angle measuring device, in particular a theodolite and/or a tachymeter and/or a scanner, with which its actual position and subsequently also the actual position of the chassis and/or can be determined based on marking points in the area the track support plate can be determined.
  • the position determining device can determine the actual position of the chassis and will subsequently determine the actual position of the track support plate using the known dimensions of the chassis.
  • the position determination device is preferably set up to determine actual positions of the track support plate with an accuracy of +/- 1 mm.
  • the measurement of the actual position of the track support plate can be completely electronic and automated and transmitted to the control unit. However, it can also be provided that the position determining device is partially operated manually.
  • the adjusting device has at least one adjusting unit, which is set up to adjust at least one spacer element on a track support plate.
  • the adjusting unit can also connect the spacer element to the track support plate before adjustment, for example screw it in.
  • the actuating unit can be driven hydraulically, pneumatically or electronically.
  • the adjusting device and thus also the at least one adjusting unit can preferably be connected directly to the chassis, in particular to longitudinal members and/or the cross members of the chassis.
  • several spacer elements are provided on a track support plate, which is why we will refer to several spacer elements below.
  • several spacer elements do not necessarily have to be provided on a track support plate; only one spacer element can also be provided per track support plate.
  • the spacer elements on the track support plate are intended to space the track support plates from the ground. By adjusting or adjusting the spacer elements, for example by twisting or locking, the alignment of the track support plates can be changed.
  • the spacer elements can penetrate the track support plates, for example from a top side to a bottom side via through holes, or can be arranged on the side of the track support plate using holding elements.
  • the spacer elements can be spindles that penetrate the track support plate through corresponding through holes.
  • the spindles are formed by rods and have an external thread.
  • the through holes can have corresponding mating threads.
  • At least one magazine for spacer elements is connected to the chassis, from which the spacer elements can be removed, preferably automatically, and passed on to the at least one actuating unit.
  • the at least one actuating unit can then connect the spacer elements to the track support plates and adjust them according to the specifications of the control unit.
  • the track support plates can be made of concrete, for example.
  • the track support plates can, for example, each have a length of at least 5 m.
  • the standard length of typical track support plates is usually 5.16 m. However, so-called fitting plates with individual lengths can also be used.
  • the at least one actuating unit is a screwing unit for screwing in and/or unscrewing spindles on the track support plate or a locking unit for locking locking elements on the track support plate.
  • Spindles or locking elements can therefore be provided as spacer elements.
  • the spindles or locking elements For example, they can penetrate the track support plate and be connected to it in a positive and/or frictional manner.
  • track support plates can, as mentioned, have, for example, through holes with an internal thread or sleeves with an internal thread into which the spindles can be screwed.
  • a track support plate can be spaced from the ground and, by turning the spindles, the distance of the track support plate from the ground and, if necessary, the inclination can be adjusted.
  • rods with locking surfaces that work similarly to the principle of a cable tie can serve as locking elements.
  • the track support plates can have latching areas at suitable locations as spacer elements, with which the latching elements can preferably be releasably locked.
  • the distance and inclination of track support plates relative to the ground can also be adjusted using the locking elements.
  • the screwing unit or the locking unit can be actuated electrically, hydraulically or pneumatically, for example.
  • the axis of rotation is arranged essentially perpendicular to a main plane of extension of the chassis.
  • the position of the axis of rotation can be adjusted in particular electrically, hydraulically or pneumatically.
  • the adjusting device has at least two, in particular at least four, adjusting units, which are preferably arranged on two opposite sides of the chassis. It can also be provided that at least one actuating unit is provided essentially in the middle of the chassis. The actuating units are preferably arranged on opposite longitudinal beams of the chassis, although several actuating units can also be provided on one longitudinal beam.
  • the adjusting device has at least one gripping element, preferably at least two gripping elements, for gripping the track support plate or a rail the track support plate.
  • the at least one gripping element can be actuated electrically, hydraulically or pneumatically.
  • the at least one gripping element can hold the track support plate or the rail on the track support plate and thereby prevent unwanted displacement of the chassis. After adjusting the spacer element(s), the at least one gripping element can be released again.
  • the at least one actuating unit can be positioned, preferably electrically, relative to the chassis. It is preferred if the at least one adjusting unit can be adjusted in a horizontal plane parallel to the main extension plane of the chassis. It can also be provided that the at least one actuating unit can also be displaced along a vertical axis perpendicular to the main plane of extension of the chassis.
  • the at least one actuating unit can be electrically, hydraulically or pneumatically adjustable. It can also be provided that a rotation axis of the actuating unit is adjustable.
  • the device further has a position determining device and the position determining device has a theodolite, a tachymeter, a scanner and/or a GNSS unit (GNSS - Global Navigation Satellite System), in particular a GPS unit (GPS - Global Positioning System). , having.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • GPS GPS - Global Positioning System
  • the position determination device in particular the theodolite, the tachymeter and/or the GNSS unit, can - but does not have to - be connected to the chassis.
  • the theodolite and/or the tachymeter can be removable from the chassis, preferably without tools, so that the theodolite or the tachymeter can be placed on a surface.
  • the position determination device can be connected to the chassis.
  • the position determination device can be used for To determine the position of the track support plate, use one or more marking points in the area, which can be attached, for example, to a tunnel wall or to a marking pole in the area. The marking points may have been previously placed according to a plan.
  • At least one prism in particular four prisms, can be arranged on the chassis, which can form part of the position determining device/ can and can be included in the measurement process.
  • the at least one prism can be connected to the chassis.
  • four prisms are preferably arranged on the chassis.
  • Two prisms each are preferably arranged on the chassis above a connecting line between a left front wheel and a left rear wheel or a right front wheel and a right rear wheel of the chassis, so that the prisms are arranged vertically above the rails when the chassis is on the track support plate is located.
  • the actual position of the chassis can be determined.
  • the theodolite or the tachymeter can preferably determine its own position and, with the aid of the at least one prism on the chassis and the at least one marking point, the actual position of the chassis.
  • the actual position of the track support plate can subsequently be determined from the actual position of the chassis, since the dimensions of the chassis are known.
  • the actual position of the track support plate can be determined relative to the marking points or another reference point, for example a subsurface.
  • the theodolite or the tachymeter is firmly connected to the chassis and the actual position of the track support plate is determined by determining the own position of the theodolite, the scanner or the tachymeter and the dimensions of the chassis.
  • the device can also have one or more detection units for identifying track support plates.
  • a capture unit can be used, for example, as an image capture unit, in particular be designed as a digital camera, as an NFC detection unit or as an RFID detection unit.
  • the track support plates can each have one or more identification tags for identification.
  • An identification tag can contain identification data for the clear identification of the respective track support plate to which the identification tag is attached.
  • the identification data can be formed, for example, by unique track support plate numbers.
  • An identification tag on a track support plate can be formed, for example, by a QR code tag, an NFC tag or an RFID tag. If the detection unit is designed as an image capture unit, it can read a QR code tag on a track support plate and thereby identify the track support plate.
  • an NFC tag or an RFID tag can be read out using an NFC or RFID detection unit and the track support plate can thereby be identified.
  • the device can also have a memory in which all identification data of the identified track support plates, preferably also position data of the track support plates, can be stored. Additionally or alternatively, the identification data of the identified track support plates can be transmitted to a server, preferably together with the position data of the track support plates. This means that a report can be created about aligned track support plates.
  • the method described creates at least one Track support plate aligned quickly and precisely according to a target position.
  • Several track support plates joined together can also be aligned.
  • the steps do not have to be carried out in the specified order or some steps, such as "determining the actual position of the track support plate by the position determining device" or "determining a difference between the actual position and the target position” can, for example, be carried out several times , simultaneously and/or in between.
  • the at least one actuating unit can be controlled in such a way that the difference between the actual position and the target position of the track support plate is essentially made zero.
  • the at least one spacer element does not necessarily have to be already connected to the track support plate.
  • the at least one spacer element is connected to the track support plate before adjustment. This can also be done by the adjusting device or the at least one adjusting unit. Preferably, several spacer elements are provided on the track support plate.
  • the chassis can preferably be moved automatically along the track support plate. To determine the actual position of the track support plate, the actual position of the chassis can first be determined using the position determining device. The actual position of the track support plate can be determined immediately via the dimensions of the chassis when the chassis is arranged on the track support plate. Due to this simple conversion, the actual position and the target position of the track support plate can also be understood as the actual position and the target position of the chassis or running gear.
  • the position determination device can have a theodolite, a tachymeter, a scanner and/or a GNSS unit. Furthermore, at least one prism can be provided, which can be arranged on the chassis.
  • the theodolite or a tripod connected to the theodolite, which can be removable from the chassis can be placed on a surface and its own position can be determined with the help of at least one marking point in the environment and the at least one prism on the chassis Actual position of the chassis and subsequently the actual position of the track support plate determine.
  • the tripod can, for example, be placed on the ground through openings in the frame and the track support plate.
  • the position determination can be carried out several times, in particular during the alignment and after the alignment of the track support plate.
  • the theodolite and/or the tachymeter is connected to the chassis and is set up to determine its own position or the actual position of the chassis and subsequently the actual position of the track support plate, which is based on the known dimensions of the chassis can be determined. If the positioning device has a GNSS unit, it is firmly connected to the chassis.
  • the track support plate is aligned by adjusting several spacer elements at different positions on the track support plate using the adjusting device. If several actuating units are provided, they can adjust the distance elements simultaneously or one after the other.
  • the spacer elements can be provided at edge areas and, in a preferred embodiment, also centrally on the track support plate.
  • the track support plate is aligned relative to the ground by adjusting the spacer elements in height and/or inclination.
  • the height refers to the vertical distance to the ground.
  • the inclination refers to an inclination around the longitudinal axis and/or around the horizontal transverse axis of the track support plate. The inclination can be adjusted, for example, by setting the spacer elements higher on one side of the track support plate and lower on the opposite side. If all distance elements are changed in height simultaneously or one after the other, only the distance between the track support plate and the ground is changed.
  • one or more track support plates/s are aligned with the adjusting device at several alignment positions along the one or more track support plates/s by adjusting spacer elements is, wherein the chassis with the chassis is preferably driven electrically and in particular automatically between the alignment positions.
  • the adjusting device has several adjusting units, several distance elements can be adjusted simultaneously or one after the other at the alignment positions.
  • the alignment positions can be designed in the same way.
  • An alignment position can be determined, for example, by a predetermined arrangement of spacer elements, through holes or sleeves on a track support plate. For example, two through holes arranged on opposite sides and at a certain distance from one another can preferably determine an alignment position with spindles that have already been inserted.
  • the number of actuating units of the adjusting device expediently corresponds to the number of spacer elements, through holes or sleeves in an alignment position.
  • the actual position of the track support plate can be determined at the alignment positions using the position determining device.
  • the actual position of the track support plate is determined with the aid of at least one, preferably several, marking point(s) in the environment, in particular on a building or tunnel wall.
  • the marking point(s) may have been previously arranged according to a plan.
  • a theodolite, scanner or tachymeter of the position determination device can use the at least one marking point to determine its own position and the actual position of the chassis with the aid of at least one prism on the chassis and subsequently the actual position of the track support plate.
  • the theodolite or tachymeter can automatically determine the actual position of the track support plate.
  • the theodolite can be connected to the chassis and can determine its own position using at least one marking point in the area.
  • the actual position of the track support plate can therefore be determined based on the dimensions of the chassis. In this embodiment, no prism on the chassis is necessary.
  • the device can be a detection unit Have identification of track support plates. It can be provided that the track support plate is identified by means of the detection unit before, during and/or after the alignment. In addition, it can be provided that recorded identification data of an identification tag on the track support plate is stored in a memory and/or transmitted to a server. This allows a report of aligned track support plates to be created. It can also be provided that, together with the identification data of the respective identified track support plate, further data, such as the position of the track support plate, is stored in the memory and/or transmitted to the server.
  • a slab track can be created using the process described. Several track support plates can be joined together.
  • At least one rail - preferably two rails - is connected to the track support plate, in particular by screwing, before arranging the chassis on the track support plate.
  • a gripping element of the adjusting device can grip the rail in order to fix the device while adjusting the spacer elements.
  • the at least one spacer element can be removed again.
  • spindles these can be unscrewed again.
  • latching elements these can also be released from the latching and removed.
  • Fig. 1 shows a device 1 according to the invention for aligning track support plates 2.
  • the device 1 according to the invention has a chassis 3, which is connected to a chassis 4 on its underside.
  • the chassis 3 and the running gear 4 can also be referred to as a car 1 '.
  • the chassis 3 is formed by a frame 3 'with two side longitudinal beams 3a and several cross beams 3b.
  • the parts of the frame 3 ' are arranged in a horizontal plane, which enables a flat design of the device 1.
  • the chassis 4 is set up to move the chassis 3 along rails 5 on the track support plates 2.
  • the chassis 4 can be electrically driven and have one or more drives 50 (see Fig. 2 ) feature.
  • the chassis 4 has several pairs of wheels 6 or sets of wheels, the distances between the respective wheels 6 'of the wheel pairs 6 being adapted to the distance between the rails 5 on the track support plates 2.
  • a position determining device 7 is provided, which has a theodolite 8. Additionally or alternatively, the position determination device 7 can also have a GNSS unit (not shown) in order to facilitate or enable position determination in open terrain.
  • the position determination device can, in particular if a GNSS unit is present, with the Chassis 3 be connected. In the embodiment shown, the position determining device 7 can be removed from the chassis.
  • at least one prism 43 is provided on the chassis 3; in the embodiment shown there are four prisms 43.
  • the position determination device 7 is set up to use marking points 9 in the environment, for example on a tunnel wall 41, to determine an actual position P of a track support plate 2 at the point where the chassis 3 is currently located.
  • the prisms 43 are arranged on the chassis 3 in such a way that they are above the rails 5 when the chassis 3 moves on the track support plate 2.
  • the theodolite 8 is detachably connected to the chassis 3 or simply placed on it and can be removed from the chassis 3 or decoupled from it. During the alignment of the track support plate 2, the theodolite 8 can therefore be placed on the ground next to the track support plate 2, for example on a tripod 51.
  • the tripod 51 or the theodolite 8 can also be placed on the ground 10 through openings in the frame 3 'and through openings in the track support plate 2.
  • the theodolite 8 in the embodiment shown can be decoupled from the chassis 3 so that its position is not changed during the alignment of the track support plate 2.
  • the chassis 3 is moved from one alignment position 21 to the next, the theodolite can be arranged on the chassis 3 or parked on it.
  • the determination of the actual position P of the track support plate 2 is described below as an example (see Figs. 6A-6D ): The chassis 3 is moved to an alignment position 21 with the help of the chassis 4 ( Fig. 6A ).
  • the theodolite 8 is removed from the chassis 3 after moving the chassis 3 to the alignment position 21 and placed on the surface 10 ( Fig. 6B ). By decoupling the theodolite 8 from the chassis 3, it is possible that the position of the theodolite 8 is not changed by the alignment of the track support plate 2, which will be described in more detail, which would be the case if the theodolite 8 was connected to the chassis 3 during the alignment of the Track support plate 2 would remain connected.
  • the Theodolite 8 is for this purpose set up to determine the actual position of the chassis 3 relative to the marking points 9 or relative to the ground 10 on the basis of the marking points 9 and the prisms 43 on the chassis 3. To do this, you can first determine the position of the theodolite ( Fig.
  • the actual position of the chassis 3 is then determined with the help of the prisms 43 ( Fig. 6C , indicated by the dashed lines).
  • the actual position P of the track support plate 2 can subsequently be determined, since the dimensions of the chassis 3 are known. Due to this simple conversion, the actual position and the target position of the track support plate 2 can also be understood as the actual position and the target position of the chassis 3 or the chassis 4. While the track support plate 2 is being aligned, the actual position P of the track support plate 2 can also be continuously determined and used for control.
  • the theodolite 8 can be arranged again on the chassis 3 and the chassis 3 can be moved to the next alignment position 21 ( Fig. 6D ).
  • the theodolite 8 can be connected to the chassis 3 during the alignment of the track support plate 2. During the alignment of the track support plate 2, the position of the chassis 3 and thus the position of the theodolite 8 is changed. Therefore, the position of the theodolite 8 is redetermined after or during the alignment of the track support plate 2.
  • prisms 43 are not absolutely necessary since the position of the theodolite 8 on the chassis 3 is known and consequently the actual position P of the track support plate 2 can be determined if the position of the theodolite 8 is relative to the marking points 9 or to Underground 10 is known.
  • the actual position P is describes below at least a vertical distance z ist of a track support plate 2 to a subsurface 10, which can also be referred to as the height of a track support plate 2.
  • the actual position P is also describes an inclination ⁇ is of a track support plate 2 about the longitudinal axis 11 and/or an inclination ⁇ is about the horizontal transverse axis 12 of a track support plate 2 relative to the subsurface 10.
  • the actual position P is can also describe other horizontal distances x is , y is and also an inclination ⁇ is along the vertical transverse axis 13 of the track support plate 2.
  • the actual position P can be forwarded to a control unit 17 via radio or cable for further processing.
  • pre-produced track support plates 2 are usually first roughly placed on the construction site, joined together and connected to the rails 5 by screws 42. However, this rough placement does not usually correspond exactly to the planned target position P target of the slab track or the track support plates 2, so that the track support plates 2 still have to be aligned according to the target position P target .
  • several adjustable spacer elements 14 in the form of spindles 15 are provided at different positions along the track support plates 2, which are arranged in through holes 16 in the track support plates 2.
  • the spindles 15 can also be referred to as threaded rods with external threads.
  • the through holes 16 each extend from an upper side of a track support plate 2 to an underside of the track support plate 2 and have an internal thread (not shown).
  • the spindles 15 screwed into the through holes 16 support the track support plates 2 relative to the subsurface 10 and thereby distance the track support plates 2 from the subsurface 10.
  • the device 1 has an adjusting device 18 with at least one adjusting unit 19.
  • two actuating units 19 are arranged on two opposite sides of the chassis 3 on the longitudinal beams 3a.
  • a fifth actuating unit 19 is arranged essentially centrally on the chassis 3 on one of the cross members 3b.
  • the adjusting units 19 are set up to adjust or adjust the spacer elements 14 on the track support plates 2 and thereby change the alignment of the track support plates 2 relative to the ground 10.
  • the actuating units 19 are through in the embodiment shown electrically operated screw units 20 are formed.
  • the screw units 20 are designed to rotate the spacer elements 14 designed as spindles 15 in the through holes 16 and thereby change the position of the track support plates 2.
  • the screwing units 20 are each arranged in such a way that rotation of a substantially vertically arranged spindle 15 is possible.
  • the axis of rotation 40 of the screw units 19 is therefore arranged essentially perpendicular to the main plane of extension of the chassis 3.
  • Two through holes 16 or spacer elements 14 arranged in two opposite edge regions of a track support plate 2 and a centrally arranged through hole 16 or a spacer element 14 define an alignment position 21.
  • the control unit 17 described above receives the actual position P of a track support plate 2 at time intervals at an alignment position 21 at which the device 1 is currently located, and controls the adjusting device 18 to align the track support plate 2 by rotating the spindles 15 at the alignment position 21 according to the target position P. After aligning the track support plate at the alignment position 21, the device 1 can move to a next alignment position 21 on the same track support plate 2 or another attached track support plate 2 and there again align the track support plate 2 according to a target position P.
  • the target position P should of a track support plate 2 can also have a vertical distance z should from the ground 10 and preferably an inclination ⁇ should of the track support plate 2 about the longitudinal axis 11 and / or an inclination ⁇ should around the Describe the horizontal transverse axis 12 of the track support plate 2 relative to the ground 10.
  • a separate target position P should can be specified for each alignment position 21.
  • the control unit 17 is set up to control or regulate the alignment of a track support plate 2 by controlling the adjusting device 18, whereby in the case of regulation, the actual position P determined by the position determining device 7 is used as the feedback measured variable y mess and as a reference variable or command variable R ref the target position P is intended (see Fig. 5 ).
  • a controller 22 for example a PI controller or a PID controller, can be implemented in the control unit 17. It However, no regulation needs to be provided.
  • the actuating units 19 can also be controlled directly so that the difference is made zero.
  • the actual position P is can also be compared with the target position P of the track support plate 2 during the alignment of the track support plate 2 until the actual position P is matches the target position P should or their difference is less than one predetermined threshold value. All target positions P of all track support plates 2 and their alignment positions 21 can be stored in the control unit 17. These can also be retrieved from a server (not shown) by the control unit 17.
  • the track support plates 2 can each have spacer elements 14 at several alignment positions 21, with which the alignment of the track support plates 2 can be changed. Since the spacer elements 14 can be easily offset, it is advantageous if the actuating units 19 can preferably be positioned electrically relative to the chassis 3. The actuating units are preferably movable in a plane parallel to the main extension plane of the chassis 3.
  • the adjusting device 18 can have at least one gripping element 23 with which the track support plate 2 or a rail 5 on the track support plate 2 can be gripped. After aligning a track support plate 2 at an alignment position 21, the gripping element 23 can be released again.
  • two gripping elements 23 are provided, one of which is arranged on two opposite sides of the chassis 3.
  • track support plates 2 are first joined together and placed on a concrete block or concrete base 25, in particular with a steel plate (not shown), or a similar base.
  • a steel grid not shown, can later be used to reinforce the concrete that is still to be poured.
  • counter elements 26 are used for the Spacer elements 14 placed below the track support plates 2 on the ground 10.
  • the counter elements 26 are designed to at least partially accommodate spindles 15 and have an internal thread (not shown). The counter elements 26 improve the support of the spacer elements 14 relative to the ground 10.
  • the spindles 15 can be supported on the concrete bases 25.
  • a new alignment After aligning the track support plates 2, a new alignment, a follow-up check as to whether the actual position P is of the track support plate 2 actually corresponds to the target position P should , or a check run with the device 1 can be carried out. During the inspection drive, it can also be checked whether the actual position P actually corresponds to the target position P should .
  • a measurement report can also be created and transmitted automatically, preferably in real time, to a project storage platform. This means that the status of the work and the quality can be checked, preferably in real time.
  • the area 27 below the aligned track support plates 2 can then be filled with concrete (not shown). After the concrete has hardened, the slab track 24 is manufactured.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere einen Wagen, zum Ausrichten einer Gleistragplatte gegenüber einem Untergrund mit einem Fahrgestell und einem Fahrwerk zum Verfahren des Fahrgestells entlang der Gleistragplatte.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ausrichten einer Gleistragplatte gegenüber einem Untergrund sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Festen Fahrbahn.
  • Sogenannte Feste Fahrbahnen werden im Bahnbau eingesetzt und weisen typischerweise an Stelle von Schotter oder anderen losen Materialien einen festen Schienenoberbau auf, der meist aus Beton oder Asphalt besteht. Feste Fahrbahnen werden beispielsweise auf Hochgeschwindigkeitsstrecken oder in Tunnels eingesetzt und zeichnen sich durch eine im Vergleich zum Schotteroberbau erhöhte Stabilität und Langlebigkeit aus.
  • In Mitteleuropa bestehen Feste Fahrbahnen vielfach aus vorgefertigten Gleistragplatten aus Beton, die typischerweise in einem Werk vorproduziert und danach vor Ort aneinandergefügt und mit den Schienen verbunden werden. Anschließend werden die Gleistragplatten mitsamt den Schienen gemäß dem vorgegebenen Streckenverlauf exakt ausgerichtet. Zu diesem Zweck werden die verlegten Gleistragplatten mit Hilfe einer Messeinrichtung vermessen und anschließend gegenüber dem Untergrund ausgerichtet. Hierzu ist ein Team von mehreren spezialisierten Personen notwendig, die gleichzeitig an der Vermessung und der Ausrichtung einer Gleistragplatte arbeiten. Manchmal muss die Position einer Gleistragplatte nachgemessen oder korrigiert werden. Dementsprechend zeitaufwendig und teuer ist die Herstellung von Festen Fahrbahnen. Bei der Ausrichtung von Gleistragplatten ist jedenfalls eine hohe Präzision erforderlich, damit später Züge mit hohen Geschwindigkeiten die Strecke ohne Sicherheitsrisiko befahren können.
  • Aus dem Stand der Technik sind Feste Fahrbahnen und Verfahren bzw. Vorrichtungen zum Herstellen und Ausrichten von Festen Fahrbahnen beispielsweise aus der EP 2 503 059 A2 , der EP 1 039 033 A1 oder der EP 1 533 420 A2 bekannt. Die EP 2 503 059 A2 offenbart dabei eine Ausrichtevorrichtung mit Hebezylindern und Greifelementen.
  • In Anbetracht dieser Ausführungen liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile des Standes der Technik zu lindern oder gar gänzlich zu beseitigen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen eine schnelle, einfache und präzise Ausrichtung von Gleistragplatten ermöglicht wird. Bei der Ausrichtung von Gleistragplatten soll nur wenig oder gar kein Personal benötigt werden.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.
  • Erfindungsgemäß sind demnach bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art eine Steuereinheit und eine Verstellvorrichtung mit zumindest einer vorzugsweise elektrisch angetriebenen Stelleinheit zum Einstellen zumindest eines Distanzelements an der Gleistragplatte vorgesehen, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, eine Ist-Position der Gleistragplatte von einer Positionsbestimmungseinrichtung zu empfangen und durch Ansteuern der Verstellvorrichtung die Gleistragplatte auf Basis der Ist-Position gemäß einer Soll-Position auszurichten. Die Steuereinheit kann die Ist-Position der Gleistragplatte von der Positionsbestimmungseinrichtung via Kabel oder Funk empfangen. Unter der Ist-Position der Gleistragplatte kann auch die Ist-Position des auf oder an der Gleistragplatte befindlichen Fahrgestells oder Fahrwerks verstanden werden, da die Abmessungen des Fahrgestells und des Fahrwerks bekannt sind und dadurch die Ist-Position der Gleistragplatte aus den Ist-Positionen des Fahrgestells oder des Fahrwerks ermittelt werden kann. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann daher eine Ist-Position einer Gleistragplatte bestimmt und durch Einstellen des zumindest einen Distanzelements gemäß einer Soll-Position im Wesentlichen automatisiert ausgerichtet werden. Dabei wird die Ist-Position der Gleistragplatte bzw. des Fahrgestells und des Fahrwerks so lange angepasst, bis sie der Soll-Position entspricht oder die Differenz unter einem vorgegebenen Schwellwert liegt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu eingerichtet, eine Gleistragplatte vollständig automatisiert gegenüber dem Untergrund gemäß der Soll-Position auszurichten. Vorzugsweise weist das Fahrwerk zumindest zwei, noch mehr bevorzugt zumindest vier oder mehr, Räder auf. Das Fahrwerk kann, beispielsweise durch Vorsehen entsprechender Abstände zwischen den Rädern eines Radpaares oder Radsatzes, zum Fahren entlang von Schienen auf einer Gleistragplatte angepasst sein. Das Fahrwerk kann weiters mittels eines oder mehrerer Motoren, insbesondere Elektromotoren, angetrieben werden. Das Fahrgestell ist mit dem Fahrwerk verbunden, sodass die Position des Fahrgestells entlang einer Gleistragplatte durch das Fahrwerk verändert werden kann. Das Fahrgestell wird vorzugsweise durch einen Rahmen mit Längs- und Querträgern gebildet. Die Positionsbestimmungseinrichtung oder Bestandteile davon können mit dem Fahrgestell, insbesondere mit einem Querträger oder Längsträger des Fahrgestells, verbunden sein. Die Positionsbestimmungseinheit oder Bestandteile davon können jedoch auch vom Fahrgestell getrennt oder trennbar sein. Mit anderen Worten kann die Positionsbestimmungseinrichtung Bestandteile aufweisen, die mit dem Fahrgestell fix verbunden sind, und Bestandteile aufweisen, die nicht mit dem Fahrgestell verbunden sind oder von diesem lösbar sind. Die Positionsbestimmungseinrichtung ist dazu eingerichtet, direkt oder indirekt eine Ist-Position der Gleistragplatte zu bestimmen und an die Steuereinheit zu übermitteln. Die Ist-Position kann kabelgebunden oder via Funk an die Steuereinheit, die an dem Fahrgestell angeordnet sein oder von diesem getrennt sein kann, übertragen werden. Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, die Ausrichtung der Gleistragplatte durch Ansteuerung der Verstellvorrichtung zu steuern und/oder zu regeln, wobei im Falle der Regelung als rückgekoppelte Messgröße die von der Positionsbestimmungseinrichtung bestimmte Ist-Position der Gleistragplatte und als Referenzgröße bzw. Führungsgröße die Soll-Position der Gleistragplatte dienen kann. In der Steuereinheit können zu diesem Zweck eine oder mehrere Regelungseinheiten, beispielsweise PI-Regler oder PID-Regler, implementiert sein. In einer Ausführungsform wird die Ist-Position der Gleistragplatte so lange mit der Soll-Position während der Ausrichtung der Gleistragplatte verglichen, bis die Ist-Position Im Wesentlichen der Soll-Position entspricht oder deren Differenz unter einem vorgegebenen Schwellwert liegt. Die Ist-Position und die Soll-Position der Gleistragplatte können relativ zu dem Untergrund bestimmt bzw. vorgegeben werden. Die Ist-Position und die Soll-Position der Gleistragplatte können auch relativ zu einem oder mehreren Markierungspunkten, welche sich zum Beispiel an einer Tunnelwand oder an Markierungsstangen befinden können, bestimmt bzw. vorgegeben werden. Wie bereits erwähnt, kann unter der Ist-Position und der Soll-Position der Gleistragplatte auch eine Ist-Position und eine Soll-Position des auf oder an der Gleistragplatte befindlichen Fahrgestells bzw. Fahrwerks verstanden werden, da deren Abmessungen bekannt sind und daher auf die Ist-Position und Soll-Position der Gleistragplatte geschlossen werden kann. Die gemessene Ist-Position und die Soll-Position der Gleistragplatte können zumindest einen vertikalen Abstand zum Untergrund beschreiben oder in einen solchen vertikalen Abstand umgerechnet werden, wobei der vertikale Abstand zum Untergrund auch als Höhe der Gleistragplatte bezeichnet werden kann. Die Ist-Position und die Soll-Position können auch eine Neigung der Gleistragplatte gegenüber dem Untergrund beschreiben. Die Positionsbestimmungseinrichtung kann beispielsweise ein Winkelmessgerät, insbesondere einen Theodoliten und/oder einen Tachymeter und/oder einen Scanner, aufweisen, mit welchem auf Basis von Markierpunkten in der Umgebung dessen Ist-Position und in weiterer Folge auch die Ist-Position des Fahrgestells und/oder der Gleistragplatte bestimmt werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Positionsbestimmungseinrichtung die Ist-Position des Fahrgestells bestimmen kann und über die bekannten Abmessungen des Fahrgestells in weiterer Folge die Ist-Position der Gleistragplatte bestimmen wird. Die Positionsbestimmungseinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, Ist-Positionen der Gleistragplatte mit einer Genauigkeit von +/- 1 mm zu bestimmen. Die Messung der Ist-Position der Gleistragplatte kann vollständig elektronisch und automatisiert ablaufen und an die Steuereinheit übermittelt werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Positionsbestimmungseinrichtung teilweise händisch bedient wird. Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung weist zumindest eine Stelleinheit auf, welche dazu eingerichtet ist, zumindest ein Distanzelement an einer Gleistragplatte einzustellen. Je nach Ausführungsform kann die Stelleinheit das Distanzelement vor dem Einstellen auch mit der Gleistragplatte verbinden, beispielsweise einschrauben. Die Stelleinheit kann hydraulisch, pneumatisch oder elektronisch angetrieben sein. Die Verstellvorrichtung und damit auch die zumindest eine Stelleinheit können mit dem Fahrgestell, insbesondere mit Längsträgern und/oder den Querträgern des Fahrgestells, vorzugsweise direkt verbunden sein. Typischerweise sind an einer Gleistragplatte mehrere Distanzelemente vorgesehen, weshalb im Folgenden die Rede von mehreren Distanzelementen ist. Es müssen jedoch nicht zwingend mehrere Distanzelemente an einer Gleistragplatte vorgesehen sein, es kann auch nur ein Distanzelement je Gleistragplatte vorgesehen sein. Die Distanzelemente an der Gleistragplatte sind dazu vorgesehen, die Gleistragplatten von dem Untergrund zu beabstanden. Durch Einstellen bzw. Verstellen der Distanzelemente, beispielsweise durch Verdrehen oder Verrasten, können die Ausrichtungen der Gleistragplatten verändert werden. Je nach Art können die Distanzelemente die Gleistragplatten zum Beispiel von einer Oberseite zu einer Unterseite via Durchgangslöcher durchdringen oder seitlich an der Gleistragplatte mittels Halteelemente angeordnet sein. Beispielsweise können die Distanzelemente Spindeln sein, die durch entsprechende Durchgangslöcher die Gleistragplatte durchdringen. Die Spindeln sind durch Stangen gebildet und besitzen ein Außengewinde. Die Durchgangslöcher können entsprechende Gegengewinde besitzen. Bevorzugt ist, wenn mit dem Fahrgestell zumindest ein Magazin für Distanzelemente verbunden ist, aus welchem die Distanzelemente vorzugsweise automatisiert entnommen und an die zumindest eine Stelleinheit weitergegeben werden können. Die zumindest eine Stelleinheit kann dann die Distanzelemente mit den Gleistragplatten verbinden und gemäß der Vorgabe der Steuereinheit einstellen. Die Gleistragplatten können beispielsweise aus Beton bestehen. Die Gleistragplatten können zum Beispiel jeweils eine Länge von zumindest 5 m aufweisen. Die Standardlänge typischer Gleistragplatten beträgt meist 5,16 m. Es können aber auch sogenannte Passplatten mit individueller Länge verwendet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zumindest eine Stelleinheit eine Schraubeinheit zum Ein- und/oder Ausdrehen von Spindeln an der Gleistragplatte oder eine Rasteinheit zum Verrasten von Rastelementen an der Gleistragplatte ist. Als Distanzelemente können demnach Spindeln oder Rastelemente vorgesehen sein. Die Spindeln oder Rastelemente können beispielsweise die Gleistragplatte durchdringen und mit dieser form- und/oder reibschlüssig verbunden sein. Im Falle von Spindeln bzw. Gewindestangen als Distanzelemente können Gleistragplatten wie erwähnt zum Beispiel Durchgangslöcher mit Innengewinde oder Hülsen mit Innengewinde aufweisen, in welche die Spindeln eingedreht werden können. Mit Hilfe von Spindeln kann eine Gleistragplatte von dem Untergrund beabstandet und durch Drehen der Spindeln der Abstand der Gleistragplatte vom Untergrund und gegebenenfalls die Neigung eingestellt werden. Als Rastelemente können beispielsweise Stangen mit Rastflächen dienen, die ähnlich dem Prinzip eines Kabelbinders funktionieren. Die Gleistragplatten können im Falle von Rastelementen als Distanzelemente an geeigneten Stellen Rastbereiche aufweisen, mit denen die Rastelemente vorzugsweise lösbar verrastet werden können. Auch mit den Rastelementen kann der Abstand und die Neigung von Gleistragplatten gegenüber dem Untergrund eingestellt werden. Die Schraubeinheit bzw. die Rasteinheit kann zum Beispiel elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch aktuiert sein. Im Falle von Schraubeinheiten ist vorteilhaft, wenn die Drehachse im Wesentlichen senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Fahrgestells angeordnet ist. In einer Ausführungsform ist die Lage der Drehachse insbesondere elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch einstellbar.
  • Da Gleistragplatten meist eine Länge von mehreren Metern aufweisen und an mehreren Stellen Distanzelemente vorgesehen sein können, ist es günstig, wenn die Verstellvorrichtung zumindest zwei, insbesondere zumindest vier, Stelleinheiten aufweist, welche vorzugsweise an zwei gegenüberliegenden Seiten des Fahrgestells angeordnet sind. Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest eine Stelleinheit im Wesentlichen mittig am Fahrgestell vorgesehen ist. Vorzugsweise sind die Stelleinheiten an gegenüberliegenden Längsträgern des Fahrgestells angeordnet, wobei auch mehrere Stelleinheiten an einem Längsträger vorgesehen sein können.
  • Um das Fahrgestell während der Ausrichtung einer Gleistragplatte zu fixieren, kann vorgesehen sein, dass die Verstellvorrichtung zumindest ein Greifelement, vorzugsweise zumindest zwei Greifelemente, zum Greifen der Gleistragplatte oder einer Schiene an der Gleistragplatte aufweist. Das zumindest eine Greifelement kann elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch aktuiert werden. Während der Ausrichtung der Gleistragplatte kann das zumindest eine Greifelement die Gleistragplatte oder die Schiene an der Gleistragplatte festhalten und dadurch ein ungewolltes Verschieben des Fahrgestells unterbinden. Nach der Einstellung des bzw. der Distanzelemente kann das zumindest eine Greifelement wieder gelöst werden.
  • Damit Distanzelemente präzise verstellt werden können und geringfügige Deplatzierungen von Distanzelementen auszugleichen, ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Stelleinheit relativ zu dem Fahrgestell vorzugsweise elektrisch positionierbar ist. Bevorzugt ist, wenn die zumindest eine Stelleinheit in einer horizontalen Ebene parallel zur Haupterstreckungsebene des Fahrgestells verstellt werden kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass die zumindest eine Stelleinheit auch entlang einer vertikalen Achse senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Fahrgestells verschiebbar ist. Die zumindest eine Stelleinheit kann elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch verstellbar sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Drehachse der Stelleinheit verstellbar ist.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ferner eine Positionsbestimmungseinrichtung aufweist und die Positionsbestimmungseinrichtung einen Theodoliten, einen Tachymeter, einen Scanner und/oder eine GNSS-Einheit (GNSS - Global Navigation Satellite System), insbesondere eine GPS-Einheit (GPS - Global Positioning System), aufweist. Durch Bestimmung der Ist-Position des Fahrgestells kann die Ist-Position der Gleistragplatte bestimmt werden, wenn das Fahrgestell auf oder an der Gleistragplatte angeordnet ist, da die Abmessungen des Fahrgestells bekannt sind. Die Positionsbestimmungseinrichtung, insbesondere der Theodolit, der Tachymeter und/oder die GNSS-Einheit, kann - muss aber nicht - mit dem Fahrgestell verbunden sein. Der Theodolit und/oder der Tachymeter kann von dem Fahrgestell vorzugsweise werkzeuglos abnehmbar sein, sodass der Theodolit bzw. der Tachymeter auf einem Untergrund platziert werden kann. Alternativ kann die Positionsbestimmungseinrichtung mit dem Fahrgestell verbunden sein. Die Positionsbestimmungseinrichtung kann zur Bestimmung der Position der Gleistragplatte einen oder mehrere Markierungspunkte in der Umgebung verwenden, die beispielsweise an einer Tunnelwand oder an einer Markierungsstange in der Umgebung angebracht sein können. Die Markierungspunkte können zuvor gemäß einem Plan angebracht worden sein. Um die Position des Fahrgestells relativ zur Umgebung und in weiterer Folge die Position der Gleistragplatte, insbesondere einem Untergrund, zu bestimmen, kann auf dem Fahrgestell zumindest ein Prisma, insbesondere vier Prismen, angeordnet sein, das bzw. die einen Bestandteil der Positionsbestimmungseinrichtung bilden kann/können und in den Messprozess einbezogen werden kann/können. Das zumindest eine Prisma kann mit dem Fahrgestell verbunden sein. Vorzugsweise sind am Fahrgestell, wie bereits angeführt, vier Prismen angeordnet. Jeweils zwei Prismen sind vorzugsweise am Fahrgestell oberhalb einer Verbindungslinie zwischen einem linken vorderen Rad und einem linken hinteren Rad bzw. einem rechten vorderen Rad und einem rechten hinteren Rad des Fahrwerks angeordnet, sodass die Prismen senkrecht oberhalb der Schienen angeordnet sind, wenn das Fahrgestell sich an der Gleistragplatte befindet. Mit Hilfe des zumindest einen Prismas an dem Fahrgestell und mit dem Theodoliten bzw. dem Tachymeter kann die Ist-Position des Fahrgestells bestimmt werden. Zu diesem Zweck kann der Theodolit bzw. der Tachymeter vorzugsweise seine eigene Position und unter Zuhilfenahme des zumindest einen Prismas am Fahrgestell und des zumindest einen Markierungspunktes die Ist-Position des Fahrgestells bestimmen. Aus der Ist-Position des Fahrgestells kann in weiterer Folge die Ist-Position der Gleistragplatte bestimmt werden, da die Abmessungen des Fahrgestells bekannt sind. Die Ist-Position der Gleistragplatte kann relativ zu den Markierungspunkten oder einem anderen Bezugspunkt, beispielsweise einem Untergrund, bestimmt werden. Bei einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Theodolit bzw. der Tachymeter fest mit dem Fahrgestell verbunden ist und durch Bestimmung der eigenen Position des Theodoliten, des Scanners bzw. des Tachymeter und den Abmessungen des Fahrgestells die Ist-Position der Gleistragplatte bestimmt wird.
  • Die Vorrichtung kann auch eine oder mehrere Erfassungseinheiten zur Identifikation von Gleistragplatten aufweisen. Eine Erfassungseinheit kann beispielsweise als Bilderfassungseinheit, insbesondere als Digitalkamera, als NFC-Erfassungseinheit oder als RFID-Erfassungseinheit ausgebildet sein. Die Gleistragplatten können zur Identifikation jeweils einen oder mehrere Identifikationstags aufweisen. In einem Identifikationstag können Identifikationsdaten zur eindeutigen Identifizierung der jeweiligen Gleistragplatte, an der der Identifikationstag angebracht ist, hinterlegt sein. Die Identifikationsdaten können beispielsweise durch eindeutige Gleistragplattennummern gebildet sein. Ein Identifikationstag an einer Gleistragplatte kann beispielsweise durch einen QR-Code-Tag, einen NFC-Tag oder einen RFID-Tag gebildet sein. Wenn die Erfassungseinheit als Bilderfassungseinheit ausgebildet ist, kann diese einen QR-Code-Tag an einer Gleistragplatte einlesen und dadurch die Gleistragplatte identifiziert werden. In entsprechender Weise kann mittels NFC- oder RFID-Erfassungseinheit ein NFC-Tag oder ein RFID-Tag ausgelesen und dadurch die Gleistragplatte identifiziert werden. Die Vorrichtung kann auch einen Speicher aufweisen, in dem alle Identifikationsdaten der identifizierten Gleistragplatten, vorzugsweise auch Positionsdaten der Gleistragplatten, hinterlegt werden können. Zusätzlich oder alternativ können die Identifikationsdaten der identifizierten Gleistragplatten, vorzugsweise zusammen mit den Positionsdaten der Gleistragplatten, an einen Server übermittelt werden. Somit kann ein Protokoll über ausgerichtete Gleistragplatten erstellt werden.
  • Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zum Ausrichten zumindest einer Gleistragplatte gegenüber einem Untergrund vorgesehen, bei dem eine Vorrichtung der oben beschriebenen Art verwendet wird. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
    • Anordnen des Fahrgestells auf oder an einer Gleistragplatte;
    • Bestimmen der Ist-Position der Gleistragplatte durch mit Hilfe einer Positionsbestimmungseinrichtung;
    • Bestimmen einer Differenz zwischen der Ist-Position und der Soll-Position;
    • Ausrichten der Gleistragplatte gegenüber dem Untergrund gemäß der Soll-Position auf Basis der Ist-Position durch Einstellen zumindest eines Distanzelements an der Gleistragplatte durch die Verstellvorrichtung.
  • Durch das beschriebene Verfahren wird zumindest eine Gleistragplatte gemäß einer Soll-Position rasch und präzise ausgerichtet. Es können auch mehrere aneinandergefügte Gleistragplatten ausgerichtet werden. Die Schritte müssen nicht in der vorgegebenen Reihenfolge durchgeführt werden bzw. manche Schritte, wie beispielsweise "Bestimmen der Ist-Position der Gleistragplatte durch die Positionsbestimmungseinrichtung" oder "Bestimmen einer Differenz zwischen der Ist-Position und der Soll-Position" können zum Beispiel auch mehrmals, gleichzeitig und/oder zwischendurch durchgeführt werden. Auf Basis der ermittelten Differenz zwischen der Ist-Position und der Soll-Position der Gleistragplatte kann die zumindest eine Stelleinheit so angesteuert werden, dass die Differenz zwischen der Ist-Position und der Soll-Position der Gleistragplatte im Wesentlichen zu Null gemacht wird. Das zumindest eine Distanzelement muss nicht zwangsläufig bereits mit der Gleistragplatte verbunden sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass vor dem Einstellen das zumindest eine Distanzelement mit der Gleistragplatte verbunden wird. Dies kann ebenfalls durch die Verstellvorrichtung oder die zumindest eine Stelleinheit erfolgen. Vorzugsweise sind mehrere Distanzelemente an der Gleistragplatte vorgesehen. Vorzugsweise ist das Fahrgestell automatisch entlang der Gleistragplatte verfahrbar. Zur Bestimmung der Ist-Position der Gleistragplatte kann zunächst mit der Positionsbestimmungseinrichtung die Ist-Position des Fahrgestells ermittelt werden. Über die Abmessungen des Fahrgestells kann sogleich die Ist-Position der Gleistragplatte bestimmt werden, wenn das Fahrgestell auf der Gleistragplatte angeordnet ist. Auf Grund dieser einfachen Umrechnung kann unter der Ist-Position und der Soll-Position der Gleistragplatte auch die Ist-Position und die Soll-Position des Fahrgestells bzw. des Fahrwerks verstanden werden. Die Positionsbestimmungseinrichtung kann, wie oben beschrieben, einen Theodoliten, einen Tachymeter, einen Scanner und/oder eine GNSS-Einheit aufweisen. Weiters kann zumindest ein Prisma vorgesehen sein, das an dem Fahrgestell angeordnet sein kann. Zur Positionsbestimmung kann beispielsweise der Theodolit bzw. ein mit dem Theodolit verbundenes Stativ, der bzw. das vom Fahrgestell abnehmbar sein kann, auf einem Untergrund abgestellt und mit Hilfe zumindest eines Markierungspunktes in der Umgebung und dem zumindest einem Prisma am Fahrgestell seine eigene Position, die Ist-Position des Fahrgestells und in weiterer Folge die Ist-Position der Gleistragplatte bestimmen. Das Stativ kann beispielsweise durch Öffnungen im Rahmen und der Gleistragplatte auf den Untergrund abgestellt werden. Die Positionsbestimmung kann mehrfach, insbesondere während der Ausrichtung und im Anschluss an die Ausrichtung der Gleistragplatte erfolgen. Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Theodolit und/oder der Tachymeter mit dem Fahrgestell verbunden und dazu eingerichtet, seine eigene Position bzw. die Ist-Position des Fahrgestells und in weiterer Folge die Ist-Position der Gleistragplatte, welche auf Grund der bekannten Abmessungen des Fahrgestells ermittelbar ist, zu bestimmen. Wenn die Positionsbestimmungseinrichtung eine GNSS-Einheit aufweist, ist diese fest mit dem Fahrgestell verbunden.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Gleistragplatte ausgerichtet wird, indem mehrere Distanzelemente an verschiedenen Positionen an der Gleistragplatte durch die Verstellvorrichtung eingestellt werden. Wenn mehrere Stelleinheiten vorgesehen sind, können diese die Distanzelemente gleichzeitig oder nacheinander einstellen. Die Distanzelemente können an Randbereichen und bei einer bevorzugten Ausführungsform auch zentral an der Gleistragplatte vorgesehen sein.
  • Um die Gleistragplatte exakt an den geplanten Verlauf der Festen Fahrbahn anzupassen, ist es günstig, wenn die Gleistragplatte durch Einstellen der Distanzelemente in der Höhe und/oder in der Neigung relativ zu dem Untergrund ausgerichtet wird. Die Höhe bezeichnet dabei den vertikalen Abstand zum Untergrund. Die Neigung bezeichnet eine Neigung um die Längsachse und/oder um die horizontale Querachse der Gleistragplatte. Die Neigung kann beispielsweise eingestellt werden, indem die Distanzelemente auf einer Seite der Gleistragplatte höher und auf der gegenüberliegenden Seite niedriger eingestellt werden. Wenn sämtliche Distanzelemente in der Höhe gleichzeitig oder nacheinander verändert werden, wird nur der Abstand der Gleistragplatte zu dem Untergrund verändert.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine oder mehrere Gleistragplatte/n mit der Verstellvorrichtung an mehreren Ausrichtepositionen entlang der einen oder mehreren Gleistragplatte/n durch Einstellen von Distanzelementen ausgerichtet wird, wobei das Fahrgestell mit dem Fahrwerk vorzugsweise elektrisch und insbesondere automatisiert zwischen den Ausrichtepositionen gefahren wird. An den Ausrichtepositionen können, falls die Verstellvorrichtung mehrere Stelleinheiten aufweist, gleichzeitig oder nacheinander mehrere Distanzelemente eingestellt werden. Die Ausrichtepositionen können gleichartig ausgebildet sein. Eine Ausrichteposition kann beispielsweise durch eine vorgegebene Anordnung von Distanzelementen, Durchgangslöchern oder Hülsen an einer Gleistragplatte festgelegt werden. Beispielsweise können jeweils zwei an gegenüberliegenden Seiten und in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnete Durchgangslöcher vorzugsweise mit bereits eingeführten Spindeln eine Ausrichteposition festlegen. Zweckmäßigerweise entspricht die Anzahl an Stelleinheit der Verstellvorrichtung der Anzahl an Distanzelementen, Durchgangslöcher oder Hülsen einer Ausrichteposition. Die Ist-Position der Gleistragplatte kann mit der Positionsbestimmungseinrichtung jeweils an den Ausrichtepositionen bestimmt werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Ist-Position der Gleistragplatte unter Zuhilfenahme zumindest eines, vorzugsweise mehrerer, Markierungspunktes/e in der Umgebung, insbesondere an einer Gebäude- oder Tunnelwand, bestimmt wird. Der bzw. die Markierungspunkte können zuvor gemäß einem Plan angeordnet worden sein. Wie bereits beschrieben kann ein Theodolit, Scanner oder Tachymeter der Positionsbestimmungseinrichtung an Hand des zumindest einen Markierungspunktes seine eigene Position und die Ist-Position des Fahrgestells mit Hilfe zumindest eines Prismas am Fahrgestell und in weiterer Folge die Ist-Position der Gleistragplatte ermitteln. Der Theodolit bzw. der Tachymeter kann die Bestimmung der Ist-Position der Gleistragplatte automatisiert durchführen. Der Theodolit kann in einer Ausführungsform mit dem Fahrgestell verbunden sein und an Hand zumindest eines Markierungspunktes in der Umgebung seine eigene Position feststellen. Auf Basis der Abmessungen des Fahrgestells kann folglich die Ist-Position der Gleistragplatte bestimmt werden. Bei dieser Ausführungsform ist kein Prisma am Fahrgestell notwendig.
  • Wie oben bereits in Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben, kann die Vorrichtung eine Erfassungseinheit zur Identifikation von Gleistragplatten aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass vor, während und/oder nach der Ausrichtung die Gleistragplatte mittels der Erfassungseinheit identifiziert wird. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass erfasste Identifikationsdaten eines Identifikationstags an der Gleistragplatte in einem Speicher hinterlegt und/oder an einen Server übermittelt werden. Dadurch kann ein Protokoll über ausgerichtete Gleistragplatten erstellt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass zusammen mit den Identifikationsdaten der jeweiligen identifizierten Gleistragplatte weitere Daten, wie beispielsweise die Position der Gleistragplatte, in dem Speicher hinterlegt und/oder an den Server übermittelt werden.
  • Erfindungsgemäß ist weiters ein Verfahren zur Herstellung einer Festen Fahrbahn mit den folgenden Schritten vorgesehen:
    • Anordnen zumindest einer Gleistragplatte, vorzugsweise auf einem Betonsockel, insbesondere mit aufgelegter Stahlplatte, und/oder einem Stahlgitter;
    • Ausrichten der Gleistragplatte mit einem zuvor beschriebenen Verfahren;
    • Ausgießen eines Bereichs unter der Gleistragplatte mit Beton;
    • Aushärten des Betons.
  • Mit dem beschrieben Verfahren kann eine Feste Fahrbahn hergestellt werden. Es können mehrere Gleistragplatten aneinandergefügt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass vor dem Anordnen des Fahrgestells auf der Gleistragplatte zumindest eine Schiene - vorzugsweise zwei Schienen - mit der Gleistragplatte insbesondere durch Verschraubung verbunden wird. Ein Greifelement der Verstellvorrichtung kann die Schiene greifen, um die Vorrichtung während der Einstellung der Distanzelemente zu fixieren.
  • Nach dem Aushärten des Betons kann das zumindest eine Distanzelement wieder entfernt werden. Im Falle von Spindeln können diese wieder herausgedreht werden. Im Falle von Rastelementen können diese ebenfalls von der Verrastung gelöst und entfernt werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von konkreten Ausführungsformen näher erläutert, auf die sie allerdings nicht beschränkt sein soll. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausrichten von Gleistragplatten in einer Schrägansicht;
    Fig. 2
    die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Draufsicht;
    Fig. 3
    eine Gleistragplatte in einer Ansicht von vorne während der Ausrichtung;
    Fig. 4
    ein Blockschaltbild der Vorrichtung;
    Fig. 5
    einen Regelkreis; und
    Fig. 6A-D
    einen Ablauf zur Ausrichtung einer Gleistragplatte.
  • Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Ausrichten von Gleistragplatten 2. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 besitzt ein Fahrgestell 3, das an dessen Unterseite mit einem Fahrwerk 4 verbunden ist. Das Fahrgestell 3 und das Fahrwerk 4 können auch als Wagen 1' bezeichnet werden. Das Fahrgestell 3 ist durch einen Rahmen 3' mit zwei seitlichen Längsträgern 3a und mehreren Querträgern 3b gebildet. Die Teile des Rahmens 3' sind in einer horizontalen Ebene angeordnet, wodurch eine flache Bauweise der Vorrichtung 1 ermöglicht wird. Das Fahrwerk 4 ist dazu eingerichtet, das Fahrgestell 3 entlang von Schienen 5 an den Gleistragplatten 2 zu bewegen. Das Fahrwerk 4 kann elektrisch angetrieben sein und über einen oder mehrere Antriebe 50 (siehe Fig. 2) verfügen. Das Fahrwerk 4 weist in der gezeigten Ausführungsform mehrere Radpaare 6 bzw. Radsätze auf, wobei die Abstände zwischen den jeweiligen Rädern 6' der Radpaare 6 an den Abstand der Schienen 5 an den Gleistragplatten 2 angepasst sind.
  • Zur Positionsbestimmung der Gleistragplatte 2 ist eine Positionsbestimmungseinrichtung 7 vorgesehen, die einen Theodoliten 8 aufweist. Zusätzlich oder alternativ kann die Positionsbestimmungseinrichtung 7 auch eine GNSS-Einheit (nicht gezeigt) aufweisen, um die Positionsbestimmung im freien Gelände zu erleichtern bzw. ermöglichen. Die Positionsbestimmungseinrichtung kann insbesondere, wenn eine GNSS-Einheit vorhanden ist, mit dem Fahrgestell 3 verbunden sein. In der gezeigten Ausführungsform ist die Positionsbestimmungseinrichtung 7 vom Fahrgestell abnehmbar. Weiters ist zur Positionsbestimmung in der gezeigten Ausführungsform an dem Fahrgestell 3 zumindest ein Prisma 43, in der gezeigten Ausführungsform sind es vier Prismen 43, vorgesehen. Die Positionsbestimmungseinrichtung 7 ist dazu eingerichtet, unter Zuhilfenahme von Markierungspunkten 9 in der Umgebung, beispielsweise an einer Tunnelwand 41, eine Ist-Position Pist einer Gleistragplatte 2 an jener Stelle zu bestimmen, an der sich das Fahrgestell 3 gerade befindet. Vorzugsweise sind die Prismen 43 derart an dem Fahrgestell 3 angeordnet, dass sie sich oberhalb der Schienen 5 befinden, wenn das Fahrgestell 3 auf der Gleistragplatte 2 fährt. Der Theodolit 8 ist lösbar mit dem Fahrgestell 3 verbunden bzw. lediglich auf diesem abgestellt und kann von dem Fahrgestell 3 abgenommen bzw. von diesem entkoppelt werden. Während der Ausrichtung der Gleistragplatte 2 kann der Theodolit 8 daher neben der Gleistragplatte 2 beispielsweise auf einem Stativ 51 auf dem Untergrund abgestellt werden. Das Stativ 51 bzw. der Theodolit 8 kann aber auch durch Öffnungen im Rahmen 3' und durch Öffnungen in der Gleistragplatte 2 auf dem Untergrund 10 abgestellt werden. Jedenfalls kann der Theodolit 8 in der gezeigten Ausführungsform vom Fahrgestell 3 entkoppelt werden, sodass dessen Position während der Ausrichtung der Gleistragplatte 2 nicht verändert wird. Während das Fahrgestell 3 von einer Ausrichteposition 21 zur nächsten gefahren wird, kann der Theodolit an dem Fahrgestell 3 angeordnet bzw. auf diesem abgestellt sein. Im Folgenden wird beispielhaft die Bestimmung der Ist-Position Pist der Gleistragplatte 2 beschrieben (siehe Fig. 6A-6D) :
    Das Fahrgestell 3 wird mit Hilfe des Fahrwerks 4 an eine Ausrichteposition 21 gefahren (Fig. 6A). Der Theodolit 8 wird nach dem Verfahren des Fahrgestells 3 an die Ausrichteposition 21 vom Fahrgestell 3 abgenommen und auf den Untergrund 10 gestellt (Fig. 6B). Durch das Entkoppeln des Theodoliten 8 vom Fahrgestell 3 wird es ermöglicht, dass die Lage des Theodoliten 8 durch die noch näher zu beschreibende Ausrichtung der Gleistragplatte 2 nicht mitverändert wird, was der Fall wäre, wenn der Theodolit 8 mit dem Fahrgestell 3 während der Ausrichtung der Gleistragplatte 2 verbunden bliebe. Der Theodolit 8 ist dazu eingerichtet, auf Basis der Markierungspunkte 9 und der Prismen 43 am Fahrgestell 3 die Ist-Position des Fahrgestells 3 relativ zu den Markierungspunkten 9 bzw. relativ zum Untergrund 10 zu bestimmen. Dazu kann zunächst die eigene Position des Theodoliten bestimmt werden (Fig. 6B, angedeutet durch die gestrichelten Linien). Anschließend wird mit Hilfe der Prismen 43 die Ist-Position des Fahrgestells 3 bestimmt (Fig. 6C, angedeutet durch die gestrichelten Linien). Durch die Kenntnis der Ist-Position des Fahrgestells 3 kann in weiterer Folge die Ist-Position Pist der Gleistragplatte 2 bestimmt werden, da die Abmessungen des Fahrgestells 3 bekannt sind. Auf Grund dieser einfachen Umrechnung kann unter der Ist-Position und der Soll-Position der Gleistragplatte 2 auch die Ist-Position und die Soll-Position des Fahrgestells 3 bzw. des Fahrwerks 4 verstanden werden. Während der Ausrichtung der Gleistragplatte 2 kann die Ist-Position Pist der Gleistragplatte 2 auch laufend bestimmt und für eine Regelung verwendet werden. Nach der Ausrichtung kann der Theodolit 8 wieder am Fahrgestell 3 angeordnet werden und das Fahrgestell 3 zur nächsten Ausrichteposition 21 gefahren werden (Fig. 6D).
  • In einer alternativen Ausführungsform kann der Theodolit 8 während der Ausrichtung der Gleistragplatte 2 mit dem Fahrgestell 3 verbunden sein. Während der Ausrichtung der Gleistragplatte 2 wird die Position des Fahrgestells 3 und damit die Position des Theodoliten 8 verändert. Daher wird nach bzw. während der Ausrichtung der Gleistragplatte 2 die Position des Theodoliten 8 neu ermittelt. Bei dieser Ausführungsform sind Prismen 43 nicht zwingend notwendig, da die Position des Theodoliten 8 am Fahrgestell 3 bekannt ist und folglich die Ist-Position Pist der Gleistragplatte 2 bestimmt werden kann, wenn die Position des Theodoliten 8 relativ zu den Markierungspunkten 9 bzw. zum Untergrund 10 bekannt ist.
  • Die Ist-Position Pist beschreibt im Folgenden zumindest einen vertikalen Abstand zist einer Gleistragplatte 2 zu einem Untergrund 10, der auch als Höhe einer Gleistragplatte 2 bezeichnet werden kann. Vorzugsweise beschreibt die Ist-Position Pist auch eine Neigung ϕist einer Gleistragplatte 2 um die Längsachse 11 und/oder eine Neigung θist um die horizontale Querachse 12 einer Gleistragplatte 2 gegenüber dem Untergrund 10.
  • Selbstverständlich kann die Ist-Position Pist aber auch andere horizontale Abstände xist, yist und auch eine Neigung ψist entlang der vertikalen Querachse 13 der Gleistragplatte 2 beschreiben. Die Ist-Position Pist kann zur weiteren Verarbeitung an eine Steuereinheit 17 via Funk oder Kabel weitergeleitet werden.
  • Bei der Herstellung von Festen Fahrbahnen werden üblicherweise vorproduzierte Gleistragplatten 2 auf der Baustelle zunächst grob platziert, aneinandergefügt und mit den Schienen 5 durch Verschraubung 42 verbunden. Diese grobe Platzierung stimmt jedoch in der Regel nicht exakt mit der geplanten Soll-Position PSoll der Festen Fahrbahn bzw. den Gleistragplatten 2 überein, sodass die Gleistragplatten 2 noch gemäß der Soll-Position PSoll ausgerichtet werden müssen. Um die Gleistragplatten 2 vom Untergrund 10 zu beabstanden und deren Ausrichtung zu verändern (siehe Fig. 3), sind in der gezeigten Ausführungsform mehrere verstellbare Distanzelemente 14 in Form von Spindeln 15 an unterschiedlichen Positionen entlang der Gleistragplatten 2 vorgesehen, die in Durchgangslöcher 16 in den Gleistragplatten 2 angeordnet sind. Die Spindeln 15 können auch als Gewindestangen mit Außengewinde bezeichnet werden. Die Durchgangslöcher 16 reichen jeweils von einer Oberseite einer Gleistragplatte 2 zu einer Unterseite der Gleistragplatte 2 und besitzen einen Innengewinde (nicht gezeigt). Die in die Durchgangslöcher 16 eingedrehten Spindeln 15 stützen die Gleistragplatten 2 gegenüber dem Untergrund 10 ab und beabstanden die Gleistragplatten 2 dadurch von dem Untergrund 10.
  • Um die Gleistragplatten 2 gemäß der Soll-Position Psoll auszurichten, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 eine Verstellvorrichtung 18 mit zumindest einer Stelleinheiten 19 auf. In der gezeigten Ausführungsform sind an zwei gegenüberliegenden Seiten des Fahrgestells 3 an den Längsträgern 3a jeweils zwei Stelleinheiten 19 angeordnet. Weiters ist im Wesentlichen zentral am Fahrgestell 3 an einem der Querträger 3b eine fünfte Stelleinheit 19 angeordnet. Die Stelleinheiten 19 sind dazu eingerichtet, die Distanzelemente 14 an den Gleistragplatten 2 einzustellen bzw. zu verstellen und dadurch die Ausrichtung der Gleistragplatten 2 gegenüber dem Untergrund 10 zu verändern. Die Stelleinheiten 19 sind in der gezeigten Ausführungsform durch elektrisch betriebene Schraubeinheiten 20 gebildet. Die Schraubeinheiten 20 sind dazu eingerichtet, die als Spindeln 15 ausgebildeten Distanzelemente 14 in den Durchgangslöchern 16 zu verdrehen und dadurch die Position der Gleistragplatten 2 zu verändern. Die Schraubeinheiten 20 sind jeweils derart angeordnet, dass ein Drehen einer im Wesentlichen vertikal angeordneten Spindel 15 möglich ist. Die Drehachse 40 der Schraubeinheiten 19 ist daher im Wesentlichen senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Fahrgestells 3 angeordnet. Jeweils zwei in zwei gegenüberliegenden Randbereichen einer Gleistragplatte 2 angeordnete Durchgangslöcher 16 bzw. Distanzelemente 14 und ein zentral angeordnetes Durchgangsloch 16 bzw. ein Distanzelement 14 definieren eine Ausrichteposition 21. Die oben beschriebene Steuereinheit 17 empfängt in zeitlichen Abständen die Ist-Position Pist einer Gleistragplatte 2 an einer Ausrichteposition 21, an der sich die Vorrichtung 1 gerade befindet, und steuert die Verstellvorrichtung 18 an, die Gleistragplatte 2 durch Verdrehen der Spindeln 15 an der Ausrichteposition 21 gemäß der Soll-Position Psoll auszurichten. Nach der Ausrichtung der Gleistragplatte an der Ausrichteposition 21 kann die Vorrichtung 1 zu einer nächsten Ausrichteposition 21 an derselben Gleistragplatte 2 oder einer weiteren, angefügten Gleistragplatte 2 fahren und dort erneut eine Ausrichtung der Gleistragplatte 2 gemäß einer Soll-Position Psoll vornehmen.
  • Wie die Ist-Position Pist kann auch die Soll-Position Psoll einer Gleistragplatte 2 insbesondere einen vertikalen Abstand zsoll zu dem Untergrund 10 und vorzugsweise eine Neigung ϕsoll der Gleistragplatte 2 um die Längsachse 11 und/oder eine Neigung θsoll um die horizontale Querachse 12 der Gleistragplatte 2 gegenüber dem Untergrund 10 beschreiben. Für jede Ausrichteposition 21 kann eine eigene Soll-Position Psoll vorgegeben werden. Die Steuereinheit 17 ist dazu eingerichtet, die Ausrichtung einer Gleistragplatte 2 durch Ansteuerung der Verstellvorrichtung 18 zu steuern oder zu regeln, wobei im Falle der Regelung als rückgekoppelte Messgröße ymess die von der Positionsbestimmungseinrichtung 7 bestimmte Ist-Position Pist und als Referenzgröße bzw. Führungsgröße Rref die Soll-Position Psoll dient (siehe Fig. 5). In der Steuereinheit 17 kann zu diesem Zweck ein Regler 22, beispielsweise ein PI-Regler oder ein PID-Regler, implementiert sein. Es muss aber keine Regelung vorgesehen sein. Nach Bestimmung der Differenz zwischen der Ist-Position Pist und der Soll-Position Psoll können die Stelleinheiten 19 auch direkt so angesteuert werden, dass die Differenz zu Null gemacht wird. Die Ist-Position Pist kann auch während der Ausrichtung der Gleistragplatte 2 so lange mit der Soll-Position Psoll der Gleistragplatte 2 verglichen werden, bis die Ist-Position Pist mit der Soll-Position Psoll übereinstimmt bzw. deren Differenz unter einem vorgegebenen Schwellwert liegt. In der Steuereinheit 17 können sämtliche Soll-Positionen Psoll aller Gleistragplatten 2 und deren Ausrichtepositionen 21 hinterlegt sein. Diese können von der Steuereinheit 17 auch von einem Server (nicht gezeigt) abgerufen werden.
  • Die Gleistragplatten 2 können an mehreren Ausrichtepositionen 21 jeweils Distanzelemente 14 aufweisen, mit denen die Ausrichtung der Gleistragplatten 2 verändert werden können. Da die Distanzelemente 14 leicht versetzt werden können, ist es günstig, wenn die Stelleinheiten 19 relativ zu dem Fahrgestell 3 vorzugsweise elektrisch positionierbar sind. Vorzugsweise sind die Stelleinheiten in einer Ebene parallel zur Haupterstreckungsebene des Fahrgestells 3 beweglich.
  • Um ungewollte Verschiebungen der Vorrichtung 1 während der Ausrichtung einer Gleistragplatte 2 zu vermeiden, kann die Verstellvorrichtung 18 zumindest ein Greifelement 23 aufweisen, mit dem die Gleistragplatte 2 oder eine Schiene 5 an der Gleistragplatte 2 gegriffen werden kann. Nach der Ausrichtung einer Gleistragplatte 2 an einer Ausrichteposition 21 kann das Greifelement 23 wieder gelöst werden. In der gezeigten Ausführungsform sind zwei Greifelemente 23 vorgesehen, von denen jeweils eine an zwei gegenüberliegenden Seiten am Fahrgestell 3 angeordnet sind.
  • Wie in Fig. 3 gezeigt, werden zur Herstellung einer Festen Fahrbahn 24 zunächst Gleistragplatten 2 aneinandergefügt und auf einen Betonblock bzw. Betonsockel 25, insbesondere mit aufgelegter Stahlplatte (nicht dargestellt), oder einer ähnlichen Unterlage platziert. Ein nicht gezeigtes Stahlgitter kann später zur Verstärkung des noch zu gießenden Betons dienen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Gegenelemente 26 für die Distanzelemente 14 unterhalb der Gleistragplatten 2 auf dem Untergrund 10 platziert. In der gezeigten Ausführungsform sind die Gegenelemente 26 zur zumindest teilweisen Aufnahme von Spindeln 15 ausgebildet und weisen ein Innengewinde (nicht gezeigt) auf. Die Gegenelemente 26 verbessern die Abstützung der Distanzelemente 14 gegenüber dem Untergrund 10. Nach der Platzierung der Gleistragplatten 2 auf den Betonblöcken 25 werden diese wie beschrieben mit der Vorrichtung 1 ausgerichtet. Die Spindeln 15 können sich auf den Betonsockeln 25 abstützen. Nach der Ausrichtung der Gleistragplatten 2 kann eine erneute Ausrichtung, eine Nachkontrolle, ob die Ist-Position Pist der Gleistragplatte 2 tatsächlich mit der Soll-Position Psoll übereinstimmt, oder eine Kontrollfahrt mit der Vorrichtung 1 durchgeführt werden. Bei der Kontrollfahrt kann ebenfalls kontrolliert werden, ob die Ist-Position Pist tatsächlich mit der Soll-Position Psoll übereinstimmt. Es kann auch ein Messprotokoll erstellt werden und automatisch, vorzugsweise in Echtzeit auf eine Projektablageplattform übermittelt werden. Damit kann vorzugsweise in Echtzeit der Stand der Arbeiten sowie die Qualität geprüft werden. Anschließend kann der Bereich 27 unterhalb der ausgerichteten Gleistragplatten 2 mit Beton (nicht gezeigt) ausgegossen werden. Nach der Aushärtung des Betons ist die Feste Fahrbahn 24 hergestellt.

Claims (15)

  1. Vorrichtung (1), insbesondere Wagen (1'), zum Ausrichten einer Gleistragplatte (2) gegenüber einem Untergrund (10), aufweisend:
    - ein Fahrgestell (3),
    - ein Fahrwerk (4) zum Verfahren des Fahrgestells (3) entlang der Gleistragplatte (2), und
    - zumindest ein Distanzelement,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (17) und eine Verstellvorrichtung (18) mit zumindest einer vorzugsweise elektrisch angetriebenen Stelleinheit (19) zum Einstellen des zumindest einen Distanzelements (14) an der Gleistragplatte (2) vorgesehen sind, wobei das zumindest eine Distanzelement (14) die Gleistragplatte (2) von einer Oberseite zu einer Unterseite via eines Durchgangsloches durchdringt oder seitlich an der Gleistragplatte (2) mittels eines Halteelements angeordnet ist, wobei die Steuereinheit (17) dazu eingerichtet ist, eine Ist-Position (Pist) der Gleistragplatte (2) von einer Positionsbestimmungseinrichtung (7) zu empfangen und durch Ansteuern der Verstellvorrichtung (18) die Gleistragplatte (2) auf Basis der Ist-Position (Pist) gemäß einer Soll-Position (Psoll) auszurichten.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Stelleinheit (19) eine Schraubeinheit (20) zum Ein- und/oder Ausdrehen von Spindeln (15) an der Gleistragplatte (2) oder eine Rasteinheit zum Verrasten von Rastelementen an der Gleistragplatte (2) ist.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (18) zumindest zwei, insbesondere zumindest vier, Stelleinheiten (19) aufweist, welche vorzugsweise an zwei gegenüberliegenden Seiten des Fahrgestells (3) angeordnet sind.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (18) zumindest ein Greifelement (23), vorzugsweise zumindest zwei Greifelemente (23), zum Greifen der Gleistragplatte (2) oder einer Schiene (5) an der Gleistragplatte (2) aufweist.
  5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Stelleinheit (19) relativ zu dem Fahrgestell (3) vorzugsweise elektrisch positionierbar ist.
  6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ferner die Positionsbestimmungseinrichtung (7) aufweist und die Positionsbestimmungseinrichtung (7) einen Theodoliten (8), einen Tachymeter, einen Scanner und/oder eine GNSS-Einheit, insbesondere eine GPS-Einheit, aufweist.
  7. Verfahren zum Ausrichten zumindest einer Gleistragplatte (2) gegenüber einem Untergrund (10) mit einer Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
    - Anordnen des Fahrgestells (3) auf oder an einer Gleistragplatte (2);
    - Bestimmen der Ist-Position (Pist) der Gleistragplatte (2) mit Hilfe einer Positionsbestimmungseinrichtung (7);
    - Bestimmen einer Differenz zwischen der Ist-Position (Pist) und der Soll-Position (Psoll) der Gleistragplatte (2);
    - Ausrichten der Gleistragplatte (2) gegenüber dem Untergrund (10) gemäß der Soll-Position (Psoll) auf Basis der Ist-Position (Pist) durch Einstellen zumindest eines Distanzelements (14) an der Gleistragplatte (2) durch die Verstellvorrichtung (18).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleistragplatte (2) ausgerichtet wird, indem mehrere Distanzelemente (14) an verschiedenen Positionen an der Gleistragplatte (2) durch die Verstellvorrichtung (18) eingestellt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleistragplatte (2) durch Einstellen der Distanzelemente (14) in der Höhe (zist) und/oder in der Neigung (ϕist, θist) relativ zu dem Untergrund (10) ausgerichtet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Gleistragplatte/n (2) mit der Verstellvorrichtung (18) an mehreren Ausrichtepositionen (21) entlang der einen oder mehreren Gleistragplatte/n (2) durch Einstellen von Distanzelementen (14) ausgerichtet wird, wobei das Fahrgestell (3) mit dem Fahrwerk (4) vorzugsweise elektrisch und insbesondere automatisiert zwischen den Ausrichtepositionen (21) gefahren wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Position (Pist) der Gleistragplatte (2) unter Zuhilfenahme zumindest eines, vorzugsweise mehrerer, Markierungspunktes/e (9) in der Umgebung, insbesondere an einer Gebäude- oder Tunnelwand (41), bestimmt wird.
  12. Verfahren zur Herstellung einer Festen Fahrbahn (24) mit den folgenden Schritten:
    - Anordnen zumindest einer Gleistragplatte (2), vorzugsweise auf einem Betonsockel (25), insbesondere mit aufgelegter Stahlplatte, und/oder einem Stahlgitter;
    - Ausrichten der Gleistragplatte (2) mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11;
    - Ausgießen eines Bereichs (27) unter der Gleistragplatte (2) mit Beton;
    - Aushärten des Betons.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Anordnen des Fahrgestells (3) auf der zumindest einen Gleistragplatte (2) zumindest eine Schiene (5) mit der Gleistragplatte (2) insbesondere durch Verschraubung (42) verbunden wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Gleistragplatte (2) zumindest ein Gegenelement (26) für das zumindest eine Distanzelement (14) auf dem Untergrund (10) platziert wird, wobei das zumindest eine Gegenelement (26) vorzugsweise ein Gegengewinde für eine Spindel (15) oder eine Verrastung für ein Rastelement aufweist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aushärten des Betons das zumindest eine Distanzelement (14) entfernt wird.
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